功能化Janus复合纳米粒子的制备及其分析应用
发布时间：2020-12-08 05:52
人体内pH的变化以及环境中汞含量的高低都对人体的生命健康有着非常重要的影响,因此如果能够及时地检测这些离子有着非常重要的现实意义。在检测细胞内pH的众多方法中,由于荧光法具有高灵敏度、高时空分辨率,操作简单等优点,成为检测完整细胞和亚细胞内pH的有力工具。而在荧光法中选择合适的载体至关重要。对于常见的重金属污染物汞而言,传统的分析检测方法都存在着样品预处理复杂、仪器昂贵、分析周期长等问题。纳米金银材料由于独特的表面等离子体共振效应成为近年来的新宠,但也存在着检测后不能及时分离回收等问题。Janus粒子能够将不同性质的材料结合到一起的特性能够解决上述存在的一些问题。Janus粒子是由两个具有不同物理或化学性质的表面（或内部材料）组成的功能化粒子,如果可以制备出多种化学组成和功能分区的粒子,就可以大大扩大其灵活性和化学价值。因此本论文通过表面改性以及微流控技术的技术手段制备了不同功能性质的Janus粒子,并开发其在光学传感领域的应用。具体研究内容如下:第一章:对Janus粒子发展、制备及应用进行了综述,首先简单概述了Janus粒子的发展历史,其次较为详尽地总结了Janus粒子的制备方法及每...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同形状和形态的Janus粒子
功能化Janus复合纳米粒子的制备及其分析应用4化硅颗粒分散在水和不混溶的有机溶剂的混合物中，并通过其表面羟基与硅烷偶联剂的反应而部分改性。液-固、气-固界面也完成过同样的实验，其中，吸附在其界面上的颗粒的蜡滴可以通过在适当的温度下固化石蜡来分离，如图1.2所示，[32]通过在乳液中加入表面活性剂，可以进一步调整改性区域的比例，从而控制三相中(水/油/粒子)的接触角。图1.2在界面上的选择性修饰。示意图显示了Janus颗粒的合成通过功能化以后的颗粒吸附到固化的水油乳液中的颗粒来实现。[32]Fig.1.2Controlledmodificationatinterfaces.SchematicillustrationshowingJanusparticlesynthesisbyfunctionalizingparticlesadsorbedtoasolidifiedwateroilemulsion.[32]这些界面修饰方法的使用局限性主要包括：可用于修饰改性的数量有限，而且由于界面的波动和改性试剂的扩散，特别是对于粒径较小的颗粒，不能对改性区域进行精确的控制。如果需要在指定的位置修饰改性，粒子通常限于球形。因为其它形状的粒子在界面上的方向往往不好确定，虽然已经描述了一种无溶剂的方法，但从掩蔽和改性试剂中分离改性粒子的方法仍有待改进。1.3.1.2物理沉积电子束蒸发或溅射涂层的物理沉积允许自由的几何角度由来设计Janus粒子，通过使用真实或虚拟掩蔽的沉积技术（包括来自相邻粒子的空间效应）来控制改性粒子的几何形状。[33]例如，通过单层胶体颗粒的电子束蒸发进行定向涂层，Janus粒子可以精准地以一半一半的几何形状涂覆金属或其它材料。[34]定
第一章绪论5向涂层的一种特殊情况是所谓的掠角沉积，通常由相邻粒子的空间效应辅助。这样可以通过改变沉积的入射角来控制涂层的形状和面积[35]如图1.3A所示，它还提供了利用连续沉积或心设计的掩蔽方法合成具有多个补丁的粒子的可能性。将沉积空间分辨率提高到颗粒尺寸的一小部分。[36]图1.3基于物理沉积的Janus颗粒的合成。（A）基于相邻粒子的空间效应的掠角沉积，贴片的大小和形状取决于定向涂层的入射角。（B）通过LB技术制备不对称微球的示意图。将共聚物单层转移到微球单层上，以修饰部分颗粒表面。（C）通过结合Au气相沉积法和Au沉积法制备具有Au图案表面的胶体球的过程示意图。使用顶部的单层或双层胶体晶体作为掩膜。橙色斑点表示在去除第一和第二球层之后保留在球上的Au域。[37]Fig.1.3SynthesisofaJanusparticlebasedonphysicaldeposition.(A)Grazingangledepositionbasedonthespatialeffectofadjacentparticles.Thesizeandshapeofthepatchdependontheangleofincidenceofthedirectionalcoating.(B)SchematicdiagramofpreparingasymmetricmicrospheresbyLBtechnology.Thecopolymermonolayeristransferredtothemicrospheremonolayertomodifypartoftheparticlesurface.(C)SchematicdiagramoftheprocessofpreparingcolloidalballswithAupatternsurfacebycombiningAuvapordepositionmethodandAudepositionmethod.Usethetopsingle-layerordouble-layercolloidalcrystalasamask.OrangespotsindicatetheAudomainremainingontheballafterremovingthefirstandsecondballlayers.[37]为了提高分辨率，一种掩膜技术已通过不同颗粒堆叠的空隙过滤了沉积束，将沉积空间分辨率提高到颗粒单层的一小部分。当人们试图使用多层粒子作为掩膜时，分离不?
本文编号：2904575
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同形状和形态的Janus粒子
功能化Janus复合纳米粒子的制备及其分析应用4化硅颗粒分散在水和不混溶的有机溶剂的混合物中，并通过其表面羟基与硅烷偶联剂的反应而部分改性。液-固、气-固界面也完成过同样的实验，其中，吸附在其界面上的颗粒的蜡滴可以通过在适当的温度下固化石蜡来分离，如图1.2所示，[32]通过在乳液中加入表面活性剂，可以进一步调整改性区域的比例，从而控制三相中(水/油/粒子)的接触角。图1.2在界面上的选择性修饰。示意图显示了Janus颗粒的合成通过功能化以后的颗粒吸附到固化的水油乳液中的颗粒来实现。[32]Fig.1.2Controlledmodificationatinterfaces.SchematicillustrationshowingJanusparticlesynthesisbyfunctionalizingparticlesadsorbedtoasolidifiedwateroilemulsion.[32]这些界面修饰方法的使用局限性主要包括：可用于修饰改性的数量有限，而且由于界面的波动和改性试剂的扩散，特别是对于粒径较小的颗粒，不能对改性区域进行精确的控制。如果需要在指定的位置修饰改性，粒子通常限于球形。因为其它形状的粒子在界面上的方向往往不好确定，虽然已经描述了一种无溶剂的方法，但从掩蔽和改性试剂中分离改性粒子的方法仍有待改进。1.3.1.2物理沉积电子束蒸发或溅射涂层的物理沉积允许自由的几何角度由来设计Janus粒子，通过使用真实或虚拟掩蔽的沉积技术（包括来自相邻粒子的空间效应）来控制改性粒子的几何形状。[33]例如，通过单层胶体颗粒的电子束蒸发进行定向涂层，Janus粒子可以精准地以一半一半的几何形状涂覆金属或其它材料。[34]定
第一章绪论5向涂层的一种特殊情况是所谓的掠角沉积，通常由相邻粒子的空间效应辅助。这样可以通过改变沉积的入射角来控制涂层的形状和面积[35]如图1.3A所示，它还提供了利用连续沉积或心设计的掩蔽方法合成具有多个补丁的粒子的可能性。将沉积空间分辨率提高到颗粒尺寸的一小部分。[36]图1.3基于物理沉积的Janus颗粒的合成。（A）基于相邻粒子的空间效应的掠角沉积，贴片的大小和形状取决于定向涂层的入射角。（B）通过LB技术制备不对称微球的示意图。将共聚物单层转移到微球单层上，以修饰部分颗粒表面。（C）通过结合Au气相沉积法和Au沉积法制备具有Au图案表面的胶体球的过程示意图。使用顶部的单层或双层胶体晶体作为掩膜。橙色斑点表示在去除第一和第二球层之后保留在球上的Au域。[37]Fig.1.3SynthesisofaJanusparticlebasedonphysicaldeposition.(A)Grazingangledepositionbasedonthespatialeffectofadjacentparticles.Thesizeandshapeofthepatchdependontheangleofincidenceofthedirectionalcoating.(B)SchematicdiagramofpreparingasymmetricmicrospheresbyLBtechnology.Thecopolymermonolayeristransferredtothemicrospheremonolayertomodifypartoftheparticlesurface.(C)SchematicdiagramoftheprocessofpreparingcolloidalballswithAupatternsurfacebycombiningAuvapordepositionmethodandAudepositionmethod.Usethetopsingle-layerordouble-layercolloidalcrystalasamask.OrangespotsindicatetheAudomainremainingontheballafterremovingthefirstandsecondballlayers.[37]为了提高分辨率，一种掩膜技术已通过不同颗粒堆叠的空隙过滤了沉积束，将沉积空间分辨率提高到颗粒单层的一小部分。当人们试图使用多层粒子作为掩膜时，分离不?
本文编号：2904575
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